引言
發(fā)動(dòng)機(jī)缸體面的銑削加工屬于平面加工,對加工表面的精度要求比較嚴(yán)格,尤其是對于與缸蓋接觸的加工面[1]。銑削過程中過大的振動(dòng)不僅會(huì)影響加工表面精度和產(chǎn)品質(zhì)量,還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的降低, 甚至帶來安全事故,故銑削過程中的顫振是必須要避免的[2]。對于已經(jīng)投產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線,加工工序已被確定,且專用夾具和專用刀具無法更改,則通過合理的選擇銑削參數(shù)以減小顫振的發(fā)生,是比較直接和簡便的解決方案,而加工過程中切削顫振穩(wěn)定域的分析則為銑削參數(shù)的優(yōu)化選取提供了參考和依據(jù)。
Altintas 等[3]首先提出了零階解析法( ZOA,zero- order analytical) ,建立了基于切削厚度再生效應(yīng)的動(dòng)態(tài)銑削力模型,為選擇穩(wěn)定切削狀態(tài)的切削參數(shù)提供了理論依據(jù)。Altintas 等[4]在此基礎(chǔ)上繼續(xù)完善了線性再生型顫振理論方法。Liu 等[5]基于 ZOA 方法獲得了車削、銑削加工過程中平頭刀、球頭刀等的穩(wěn)定域葉瓣圖,并分析討論了切削參數(shù)和模態(tài)參數(shù)對葉瓣圖的影響程度。而加工中心主軸-刀具系統(tǒng)特征參數(shù)( 固有頻率、阻尼比、剛度) 的識(shí)別及銑削力系數(shù)的獲取是構(gòu)建基于 ZOA 方法的顫振穩(wěn)定域葉瓣圖的關(guān)鍵問題。為解決某柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線的精基準(zhǔn)定位面加工過程中存在的表面振痕明顯、精度不足的問題,本文提出一種基于穩(wěn)定域葉瓣圖的加工中心銑削參數(shù)優(yōu)化方法。為構(gòu)建準(zhǔn)確的銑削穩(wěn)定性葉瓣圖,分別進(jìn)行了主軸-刀具系統(tǒng)的模態(tài)實(shí)驗(yàn)和銑削力仿真實(shí)驗(yàn),并以“金屬去除效率”為評價(jià)指標(biāo),優(yōu)化選取了加工中心銑削參數(shù)。該方法有助于提高加工系統(tǒng)的穩(wěn)定性、加工質(zhì)量和加工效率。
1 加工中心特征參數(shù)識(shí)別
針對加工中心的刀具-主軸系統(tǒng)的復(fù)雜性,基于仿真實(shí)驗(yàn)很難獲得其準(zhǔn)確的模態(tài)參數(shù),這里通過模態(tài)錘擊實(shí)驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)。對安裝于加工中心主軸上的刀具錘擊起振,以獲取其頻率響應(yīng)數(shù)據(jù),然后基于 PolyLSCF 頻響曲線處理算法識(shí)別出系統(tǒng)的固有頻率、剛度和阻尼比,最終獲得刀具系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)對象為缸體生產(chǎn)線上的精基準(zhǔn)加工工序,加工中心及其主軸的整體外形如圖 1 所示,實(shí)驗(yàn)用刀具為鑲片銑刀,刀齒數(shù)3,刀片材質(zhì)為金屬陶瓷。
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結(jié)論
( 1) 基于刀具的模態(tài)錘擊實(shí)驗(yàn)及銑削力系數(shù)辨識(shí)方法,構(gòu)建了加工中心銑削穩(wěn)定性葉瓣圖,并選取不同的驗(yàn)證點(diǎn),進(jìn)行實(shí)際的切削實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了葉瓣圖的正確性,該葉瓣圖為銑削參數(shù)的選擇提供了有益參考,有助于提高加工效率,增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
( 2) 以“金屬去除效率”為評價(jià)指標(biāo),基于葉瓣圖進(jìn)行了加工中心銑削參數(shù)的優(yōu)化,最 終建議以1000rpm 轉(zhuǎn)速為中心,選取合適的切削深度。
( 3) 在制定加工工藝參數(shù)時(shí),應(yīng)綜合考慮切削深度、切削速度等因素,在穩(wěn)定切削區(qū)域內(nèi)選擇最優(yōu)的參數(shù)搭配,這既能保證加工系統(tǒng)的穩(wěn)定性,又能提高加工質(zhì)量和加工效率。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實(shí)例,分析工藝難點(diǎn)與加工可行性,指出該模型的加工難點(diǎn)是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設(shè)計(jì)新的工藝方案解決加工難點(diǎn),完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個(gè)典型案例,對于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) … [了解更多]
2024-11
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2024-11
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